太阳能热气流系统内传热与流动的实验模拟

构建了小尺寸太阳能热气流发电的实验模型,测定了系统的温度随时间和空间的分布,测定了烟囱内的速度随时间的变化关系.实验结果表明:集热棚内温度分布和季节对系统传热与流动特性的影响符合理论分析结果,而由于烟囱较薄,散热较高,在烟囱内的温度降低显著.     

超声波对合成介孔材料Al-MCM-41的有序度的影响

在超声频率为20 kHz,电功率为500 W的超声波作用下,分别以Al（NO₃）₃和Al₂ （SO₄）₃做铝源合成了具有不同Si/Al比的Al-MCM-41。XRD结果显示,尽管超声波作用下,掺杂杂原子Al也要降低介孔材料的有序度,但其有序度降低的程度比普通水热法要小,超声波的辅助可以在同样反应时间内得到比普通水热法具有更高有序度的Al-MCM-41,即在掺杂过程中,超声波要比普通搅拌有利于介孔材料保持其骨架稳定性。此外考察了超声波作用时间对产品有序度和粒度的影响。     

具有压电分流电路薄板的吸声特性Ⅱ.数值和实验分析

利用数值计算和实验方法研究了压电分流阻尼技术控制薄板吸声特性的机制,分析了串联电阻和电感与薄板吸声系数、相对声阻和相对声抗之间的关系.数值计算和实验结果表明:通过调节分流电路中电感和电阻等参数,可使电路谐振和机械谐振出现强耦合,进而明显提高薄板一阶模态处的吸声系数和吸声带宽.     

Propagation of Four-Petal Gaussian Beams in Turbulent Atmosphere

An analytical expression for the average intensity of four-petal Gaussian beams in turbulent atmosphere is derived. Studies show that in turbulent atmosphere, the contour lines of four-petal Gaussian beams with lower order N evolve into a number of petals with the increase in propagation distance, the contour lines with higher order N can reserve four-petal distribution at longer propagation distance than that with lower order N. These properties are similar to those in free space. However, with further increases of the propagation distance, the contours lines in turbulent atmosphere are different from those in free space.     

上甸子区域大气本底站NO2柱浓度光谱反演及其变化特征

为了探究京津冀本底浓度地区NO₂这一重要空气污染物的变化特征,采用多轴差分吸收光谱技术（MAX-DOAS）在上甸子区域大气本底站开展了太阳散射光谱观测以及NO₂柱浓度反演研究。在NO₂的405～430nm特征谱段进行了定量光谱解析,并通过几何近似法计算了2009年7～9月NO₂对流层垂直柱浓度（VCD_trop）。观测期间NO₂ VCD_trop平均值和最大值分别为5.43×1015和7.15×1016 molec·cm-2。NO₂ VCD_trop日均值浓度水平较低,但总体上有上升趋势。NO₂ VCD_trop变化过程与风速风向关系密切：西南风时风速越小NO₂ VCD_trop越低,东北风对NO₂ VCD_trop有扩散稀释作用。NO₂ VCD_trop日变化形态总体上呈现为中午时段低、早晚较高的特征,并且傍晚峰值比早间峰值略高。上甸子站NO₂ VCD_trop浓度水平和日变化幅度相比北京城区同期观测结果明显偏小。NO₂ VCD_trop变化特征与河北香河和固城等污染相对较轻站点观测到的变化特征相一致。总之,MAX-DOAS能够有效监测区域本底大气的NO₂ VCD_trop,其变化特征与工业和交通排放、大气光化学过程、大气传输等复杂因素有关,还需积累更多数据和深入研究。     

阵列式光纤光谱仪的小麦霉变在线检测

小麦是我国战略性储藏粮食品种,但小麦易受霉菌感染而发生霉变,影响其食用安全。加强小麦有害霉菌侵染程度的早期检测是控制其危害的需要措施。然而,现有的平板计数和荧光染色等检测方法,普遍存在前处理繁杂、时效性差等不足。故此,拟运用阵列式光纤光谱仪结合化学计量学方法,建立霉变小麦的实时在线检测方法,并为进一步开发粮食品质与安全在线检测装备提供参考。小麦样品经辐照灭菌后分别接种五种谷物中常见有害霉菌：串珠镰刀菌83227、层出镰刀菌195647、雪腐镰刀菌3.503、寄生曲霉3.3950和赭曲霉3.3486,并置于28 ℃和85%相对湿度环境中储藏7 d以加速霉变。在样品储藏的第0,1,3,5和7 d,运用阵列式光纤光谱仪和漫反射探头在线采集样品的漫反射特征光谱,并依据国标平板计数法测定样品菌落总数水平。光谱采集步骤为：在线检测平台上,设置样品运动速度0.15 m·s-1和光谱仪积分时间20 ms,采集波段为600~1 600 nm,重复测量3次。然后,首先对小麦原始光谱进行平滑、多元散射校正和导数变换等预处理以消除光谱噪音;随后,运用主成分分析(PCA)对受不同霉变程度(储藏阶段)的小麦样品进行区分;最后,利用线性判别分析(LDA)和偏最小二乘回归分析(PLSR)建立小麦有害霉菌侵染程度的定性定量分析模型。小麦在储藏期内经历未霉变、开始霉变和严重霉变三个阶段。原始和二阶微分光谱显示霉菌侵染引起小麦光谱特征发生显著改变,PCA结果表明不同储藏阶段(霉变程度)小麦样品存在一定分离趋势。利用前十个主成分得分建立的LDA判别模型,对不同霉变程度小麦样品的识别率达90.0%以上。结果表明：小麦样品菌落总数的PLSR定量预测模型的预测决定系数(R2_p)为0.859 2,预测均方根误差(RMSEP)为0.401 Log CFU·g-1,相对分析偏差(RPD)达2.65。应用阵列式光纤光谱仪结合计量学方法在线评估小麦霉变具有一定可行性。下一步研究中,应扩大样品量,补充自然霉变及受更多代表性霉菌侵染的小麦样品,以不断增强模型的鲁棒性和方法的适用性。     

自适应光学系统测试中大气湍流的时域模拟

建立了大气湍流模拟的时域模型,用于在自适应光学系统的测试中模拟大气湍流的时域变化。讨论了时域模型下随机相位屏平滑帧数和刷新频率与平均风速的关系。结果表明：对表征随机波前的随机相位屏进行时域平滑可使随机波前的变化更符合大气湍流对入射波前连续平滑渐变的影响;随机相位屏的平滑帧数仅与系统口径和大气相干长度相关,而与风速无关;随机相位屏的刷新频率与平均风速成正比,平滑后的刷新频率还与平滑帧数成正比。最后,构造了一套大气湍流模拟装置,应用功率谱分析法对时域模型的有效性进行了验证。     

基于数字粒子图像测速的水雾粒径测量算法及实验

针对利用传统数字粒子图像测速（DPIV）法测量水雾粒径时粒子影像拉长对测试结果的影响,提出了基于DPIV建立的改进图像法（IIM）。设计了水雾粒径测量试验系统,对细水雾进行实时测试,并对比了采用本文算法与直接等效法测试水雾粒径子半径的差异。结果表明：采用本文的IIM得到的测试结果更为准确。通过最小二乘法对粒径分布进行拟合,发现对数正态分布函数和威布尔函数都可以较好地描述粒径分布。     

CdTe量子点作荧光探针检测微量铅的方法研究

研究了用表面修饰的CdTe量子点作荧光探针检测水相中的微量铅离子。以巯基丙酸为稳定剂,在水相中合成了CdTe量子点。基于Pb2+对CdTe量子点有显著的荧光猝灭作用,用CdTe量子点作荧光探针,建立了水相中微量Pb2+的定量检测方法。研究结果表明:在优化的实验条件下,当Pb2+浓度在1.0×10-8～1.0×10-6 mol.L-1范围内时,量子点的荧光猝灭强度(ΔF)与Pb2+的浓度之间有良好的线性关系,线性相关系数为0.997 2,计算此方法的检出限为9.3×10-10 mol.L-1,相对标准偏差为5.9%,回收率为86%～110%。同时研究了常见金属离子的干扰作用,结果表明所建立的方法具有很好的选择性。     

结直肠癌细胞株及细胞核的傅里叶变换红外光谱研究

运用傅里叶变换红外光谱技术研究了正常组织(30例)和细胞株(SW 620),正常细胞核和癌变细胞核的红外光谱特征,为红外光谱诊断结直肠癌奠定了细胞及亚细胞水平的实验基础。将所得光谱图的峰位及峰强比进行统计分析发现:细胞株(SW 620)和癌变细胞核中谱带(2 925,1 240和1 085cm-1)的峰位均向高波数移动(p<0.05),而谱带1 400cm-1的峰位均向低波数移动(p<0.05);细胞株(SW 620)中峰强比(I1 650/I1 460,I1 400/I1 460,I1 240/I1 460,)较正常组织升高(p<0.05),而I1 740/I1 460则降低(p<0.01)。癌变细胞核中(I1 650/I1 460,I1 400/I1 460,I1 240/I1 460)较正常细胞核亦升高(p<0.05).这些差异可作为区别组织良恶性的指标。